package nioDemo.server;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import utils.ByteBufferUtil;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedDeque;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class ServerDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new BossEventLoop().register();
    }

    /**
     * 处理连接事件
     */
    @Slf4j
    static class BossEventLoop implements Runnable {
        // 用于接收客户端连接
        private Selector boss;
        // 存放工作线程的数组
        private WorkerEventLoop[] workers;
        // 用于标识 BossEventLoop 是否已启动
        private volatile boolean start = false;
        // 原子整数，用于轮询分配工作线程
        AtomicInteger index = new AtomicInteger();

        public void register() throws IOException {
            if (!start) {
                // 创建一个 ServerSocketChannel 实例
                ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
                // 将其设置为非阻塞模式
                ssc.configureBlocking(false);
                // 在8080端口上进行绑定
                ssc.bind(new InetSocketAddress(8080));
                // 打开一个新的选择器
                boss = Selector.open();
                // 注册 ServerSocketChannel 到选择器
                SelectionKey sscKey = ssc.register(boss, 0, null);
                // 设置对接受连接事件感兴趣
                sscKey.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT);
                // 初始化工作线程
                workers = initEventLoops();
                // 启动当前线程
                new Thread(this,"boss").start();
                log.debug("boss start...");
                start = true;
            }
        }

        public WorkerEventLoop[] initEventLoops() {
            // 创建两个工作线程
            WorkerEventLoop[] workerEventLoops = new WorkerEventLoop[2];
            for (int i = 0; i < workerEventLoops.length; i++) {
                // 为每个线程分配一个 WorkerEventLoop 实例
                workerEventLoops[i] = new WorkerEventLoop(i);
            }
            return workerEventLoops;
        }


        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    // 阻塞等待，直到至少有一个注册事件发生
                    boss.select();
                    // 获取选择器所选择的键的迭代器
                    Iterator<SelectionKey> iter = boss.selectedKeys().iterator();
                    while (iter.hasNext()) {
                        // 迭代选择的键
                        SelectionKey key = iter.next();
                        // 从选择的键中移除当前键
                        iter.remove();
                        // 检查是否有可接受的连接
                        if (key.isAcceptable()) {
                            // 获取原始通道
                            ServerSocketChannel c = (ServerSocketChannel) key.channel();
                            // 接受连接
                            SocketChannel sc = c.accept();
                            // 配置为非阻塞模式
                            sc.configureBlocking(false);
                            log.debug("{} connected",sc.getRemoteAddress());
                            // 将 SocketChannel 注册到对应的工作线程
                            workers[index.getAndIncrement() % workers.length].register(sc);
                        }
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 处理读事件
     */
    @Slf4j
    static class WorkerEventLoop implements Runnable {
        // NIO Selector，用于处理 I/O 操作
        private Selector worker;
        // 标识 WorkerEventLoop 是否已启动
        private volatile boolean start = false;
        // 当前工作线程的索引
        private int index;
        // 存放待执行任务的线程安全双端队列
        private final ConcurrentLinkedDeque<Runnable> tasks =
                new ConcurrentLinkedDeque<>();

        public WorkerEventLoop(int index) {
            this.index = index;
        }

        public void register(SocketChannel sc) throws IOException {
            if (!start) {
                // 初始化选择器
                worker = Selector.open();
                // 启动新的工作线程
                new Thread(this,"worker-" + index).start();
                start = true;
            }
            tasks.add(() -> {
                try {
                    // 将 SocketChannel 注册到选择器
                    SelectionKey scKey = sc.register(worker, 0, null);
                    // 设置对可读事件感兴趣
                    scKey.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
                    // 立即选择可用通道
                    worker.selectNow();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }

        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    // 阻塞，直到有可用的通道
                    worker.select();
                    // 获取并移除队列中的第一个任务
                    Runnable task = tasks.poll();
                    if (task != null) {
                        // 执行任务
                        task.run();
                    }
                    // 获取已选择的键集合
                    Set<SelectionKey> keys = worker.selectedKeys();
                    // 创建迭代器
                    Iterator<SelectionKey> iter = keys.iterator();
                    while (iter.hasNext()) {
                        // 获取选择的键
                        SelectionKey key = iter.next();
                        // 检查是否可读
                        if (key.isReadable()) {
                            // 获取通道
                            SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
                            // 创建缓冲区
                            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(128);
                            try {
                                // 从通道读取数据
                                int read = sc.read(buffer);
                                // 如果没有读取到数据
                                if (read == -1) {
                                    // 取消选择键
                                    key.cancel();
                                    // 关闭通道
                                    sc.close();
                                } else {
                                    // 切换缓冲区为读模式
                                    buffer.flip();
                                    log.debug("{} message:",sc.getRemoteAddress());
                                    ByteBufferUtil.debugAll(buffer);
                                }
                            } catch (IOException e) {
                                e.printStackTrace();
                                key.cancel();
                                sc.close();
                            }
                        }
                        iter.remove();
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}
